《機(jī)械工程材料》教案.doc

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教 案 2014 ～ 2015 學(xué)年第 1 學(xué)期 學(xué)院 材料學(xué)院 系部 功能材料系 課 程 名 稱 機(jī)械工程材料及其成形技術(shù)基礎(chǔ) 適用班級 12機(jī)械設(shè)計及自動化卓越班 主 講 教 師 許龍山 職 稱 副教授 二○一四年九月十六日 廈門理工學(xué)院教務(wù)處 制 課程名稱 機(jī)械工程材料及其成形技術(shù)基礎(chǔ) 授課對象 12機(jī)械設(shè)計及自動化1-2班 課程編號 課程類型 必修課 公共基礎(chǔ)課（ ）；專業(yè)基礎(chǔ)課（√ ）；專業(yè)課（ ） 選修課 限選課（ ）；任選課（ ） 授課方式 課堂講授（√ ）；實踐課（ ） 考核方式 考試（√ ）；考查（ ） 課程教學(xué) 總學(xué)時數(shù) 56 學(xué) 分 數(shù) 3.5 學(xué)時分配 課堂講授 48 學(xué)時； 實踐課 8 學(xué)時 基 本 教 材 和 主 要 參 考 資 料 序號 教材名稱 作者 出版社 出版時間 1 工程材料（第二版） 戴枝榮、張遠(yuǎn)明主編 高等教育出版社 2005年4月 2 材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 張亮峰主編 高等教育出版社 2011年 3 材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生主編 清華大學(xué)出版社 2003年 授課教師 許龍山 職稱 副教授 授課時間 9月16日-12月18日 教學(xué) 目的 要求 教學(xué)目的：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解材料基本性能、理解材料的基本概念、掌握一些材料的制備工藝，能初步通過設(shè)計材料的制備工藝來達(dá)到改善材料的某些性能。 基本要求：熟悉金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點；熟悉常用金屬材料的分類、牌號、主要性能及大致用途；掌握金屬材料的成份，組織、性能之間的關(guān)系；熟悉金屬材料的強(qiáng)化方法、性能檢驗方法、金相分析手段等。 教學(xué) 重點 難點 教學(xué)重點：材料力學(xué)性能；材料的晶體結(jié)構(gòu)；材料的相圖分析。 教學(xué)難點：金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)；合金的相結(jié)構(gòu)及二元合金相圖；熱處理機(jī)理、金屬的強(qiáng)化機(jī)理等。 注：表中（）選項請打“√” 課程教案 授課時間 9.16 第一周 課次 1 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：緒論 1. 工程材料的性能 1． 1靜載時材料的力學(xué)性能 1．2動載荷時材料的力學(xué)性能 1．3疲勞強(qiáng)度、斷裂韌性 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解材料科學(xué)的基本范疇、研究領(lǐng)域及其在本專業(yè)學(xué)習(xí)中的作用 2．了解拉伸實驗的基本過程 3．了解材料的疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性。 4．熟悉剛度、強(qiáng)度、塑性基本指標(biāo)的含義和計算方法 5．掌握布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度的測量方法 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：金屬材料的強(qiáng)度、剛度、塑性、彈性、硬度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度的含義及應(yīng)用 教學(xué)難點：材料的強(qiáng)度、剛度、硬度的含義及其計算 教學(xué)基本內(nèi)容： 緒論（45分鐘） 材料概念、分類、發(fā)展；學(xué)習(xí)要求，學(xué)習(xí)方法。 1．工程材料的性能 1．1靜載時材料的力學(xué)性能 （60分鐘） 強(qiáng)度和塑性的概念，符號，測試方法； 硬度的概念；硬度的測試方法及常用的硬度指標(biāo)。 1． 2動載荷時材料的力學(xué)性能 （15分鐘） 沖擊韌度的概念；沖擊試驗的原理、方法；沖擊韌度指標(biāo)的應(yīng)用。 1． 3斷裂韌性（12分鐘） 疲勞強(qiáng)度的概念；疲勞試驗的試驗方法；疲勞強(qiáng)度指標(biāo)的應(yīng)用。 總結(jié)（3分鐘） 教學(xué)方法及手段： 1． 強(qiáng)調(diào)材料在本專業(yè)中的地位來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。； 2．通過拉伸試驗的講解引進(jìn)強(qiáng)度、剛度和塑性指標(biāo)的計算方法及其含義。 3. 從生產(chǎn)實例入手引入硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度的概念、指標(biāo)和試驗。 4.采用多媒體課件配圖片。 討論、作業(yè)和思考題：P8:1-1 P8：1-2 參考資料：材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生 備注： 授課時間 9.18 第一周 課次 2 授課方式 （請打√） 理論課□ 實驗課√ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：緒論 2． 材料力學(xué)性能實驗 2.1 材料的拉伸實驗 2.2 材料的硬度測量實驗 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解實驗的規(guī)章制度和基本實驗技能 2．熟悉拉伸實驗和硬度測量實驗的基本過程 3．了解材料的疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性。 5．掌握強(qiáng)度、剛度、布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度的測量及結(jié)果分析 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：拉伸實驗的基本操作過程及實驗方法 教學(xué)難點：材料的強(qiáng)度、剛度、硬度的測量結(jié)果分析 教學(xué)基本內(nèi)容： 1．拉伸實驗（75分鐘） 實驗的基本方法和原理 拉伸實驗設(shè)備的操作和維護(hù) 拉伸強(qiáng)度的測量及曲線分析 拉伸實驗報告的撰寫 2 材料的硬度測量實驗（60分鐘） 實驗的基本原理 硬度測量儀的操作和注意事項 布氏硬度、洛氏印度及維氏硬度的測量 硬度實驗報告的撰寫 教學(xué)方法及手段： 1． 言傳身教，介紹自己做實驗的基本方法和習(xí)慣來達(dá)到教育學(xué)生的目的 2． 結(jié)合實際，測量常見的一些材料，讓學(xué)生感覺到這種實驗的重要性 討論、作業(yè)和思考題：整理實驗報告 參考資料：材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生 備注： 授課時間 9.23 第二周 課次 3 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 2． 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解金屬晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、金屬晶體的結(jié)晶等基本概念，了解非金屬晶體的基本類型； 2．熟悉金屬的結(jié)構(gòu)特征、金屬結(jié)晶基本過程； 3．掌握金屬的常見晶格類型、金屬的實際晶體結(jié)構(gòu)特點、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律； 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：金屬的晶格類型、特征及結(jié)晶的基本規(guī)律。 教學(xué)難點：金屬的晶體結(jié)構(gòu)特征。 教學(xué)基本內(nèi)容： 2.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu)（55分鐘） 金屬晶體結(jié)構(gòu)的基本概念和特性；常見的三種常見金屬晶格類型；晶格的致密度、實際金屬的結(jié)構(gòu)特點。晶面指數(shù)和晶向指數(shù) 2.2 實際金屬結(jié)構(gòu)和非金屬晶體（25分鐘） 三種基本的缺陷：點缺陷、線缺陷和面缺陷；三種類型的非金屬晶體：離子晶體，共價晶體，結(jié)晶型高分子聚合物。 2.2 金屬的結(jié)晶（55分鐘） 金屬結(jié)晶的基本概念、金屬的結(jié)晶過程、金屬結(jié)晶的晶粒大小及其影響因素、金屬鑄錠的結(jié)晶過程及組織、金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變。 教學(xué)方法及手段： 1．利用多媒體圖片組織課堂教學(xué)，并與材料性能相聯(lián)系。 2．利用實際接觸過的材料作為素材，淺入深出的探討金屬材料的晶格特點。 3．通過學(xué)生們自己動手畫圖比賽來加深對抽象晶格的理解。 討論、作業(yè)和思考題：P20:2-2, 2-5 參考資料： 材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生 備注： 授課時間 9.25 第二周 課次 4 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：緒論 3 金屬的塑性變形 3．1單晶、多晶體的塑性變形 3．2塑性變形對金屬組織和性能的影響 3．3金屬的熱加工 3. 4 超塑性 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解單晶體和多晶體塑性變形的基本類型和形式 2 了解超塑性的基本含義 3 熟悉塑性變形對金屬組織和性能的影響 4 熟悉熱加工的基本基本概念和熱加工對金屬組織和性能的影響。 5．掌握滑移和孿生的結(jié)構(gòu)特征及典型的滑移系得計算 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：滑移和孿生的結(jié)構(gòu)特征及典型的滑移系得計算 教學(xué)難點： 塑性變形對金屬組織和性能的影響及滑移系數(shù)的判斷 教學(xué)基本內(nèi)容： 1 單晶、多晶體的塑性變形(75分鐘) 滑移和孿生的基本概念和結(jié)構(gòu)特征， 單晶體的塑性變形， 多晶體的塑性變形，三種典型晶格的滑移系 2塑性變形對金屬組織和性能的影響（20分鐘） 3金屬的熱加工（30分鐘） 4 超塑性（10分鐘） 教學(xué)方法及手段： 1. 采用多媒體課件配圖片。 2. 結(jié)合自身的科研工作，介紹各種單晶體和多晶體的塑性變形和結(jié)構(gòu)特征 3. 引導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)或看文獻(xiàn)的方式了解晶體的塑性變形實例。 討論、作業(yè)和思考題：P31：3-1， 3-9 參考資料：材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生 備注： 授課時間 9.30 第三周 課次 5 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 4．二元合金 4．1合金的相結(jié)構(gòu) 4．2二元合金相圖 一、勻晶相圖，二、共晶相圖 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解合金中的基本概念、固態(tài)合金相結(jié)構(gòu)的分類、合金相圖的概念和分類； 2．熟悉固態(tài)合金相中的原子排列規(guī)律及對合金性能的影響； 3．掌握固態(tài)合金中相結(jié)構(gòu)的基本組成、結(jié)構(gòu)特點、形成條件和性能特點。 4. 掌握二元勻晶相圖的含義、結(jié)晶過程及室溫下的組織、各組成物相對量的計算方法。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：固態(tài)合金中相結(jié)構(gòu)的基本組成、結(jié)構(gòu)特點、形成條件和性能特點。二元相圖中合金的結(jié)晶過程及室溫下的組織。 教學(xué)難點：固態(tài)合金中相結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和對性能的影響。二元合金相圖中各組成物相對量的計算。 教學(xué)基本內(nèi)容： 4．1二元合金 4．2合金的相結(jié)構(gòu) 合金中的相的概念；合金中的相結(jié)構(gòu)（30分鐘） 4．3二元合金相圖 相圖的概念與分類；（15分鐘） 一、勻晶相圖（45分鐘） 二、共晶相圖（45分鐘） 教學(xué)方法及手段： 1．以金屬鍵模型為依據(jù)，具體講解合金的晶體結(jié)構(gòu)及特征； 2．從相的角度出發(fā)介紹合金中相的基本結(jié)構(gòu)，并引入單相組織和多相組織的概念； 3．以畫板圖的方法介紹相圖的概念及分類。舉例分析相圖、組成物的計算。 討論、作業(yè)和思考題：P46:4-1 參考資料： 材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生 備注： 授課時間 10.2第三周 課次 6 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 5鐵碳合金 5．1 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能 5．2鐵碳合金相圖 一、 相圖分析 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．熟悉鐵碳合金中的基本元素組成及基本組織類型； 2．掌握鐵碳合金中基本組織的形貌特征、表現(xiàn)形式、基本性能特點及其在合金中的作用。 3. 了解鐵碳合金相圖的內(nèi)涵，成分、溫度、結(jié)構(gòu)和組成物相對重量的計算。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點： 鐵碳合金基本組織的類型、結(jié)構(gòu)特點、性能及應(yīng)用。鐵碳合金相圖的室溫組織變化規(guī)律。 教學(xué)難點：鐵碳合金相圖中各組成物相對量的計算。鐵碳合金基本組織中溶解度與析出物之間的關(guān)系。 教學(xué)基本內(nèi)容： 5 鐵碳合金 5．1 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能（45分鐘） 奧氏體、珠光體、鐵素體、萊氏體和滲碳體結(jié)構(gòu)、形貌與性能。 5．2 鐵碳合金相圖（90分鐘） 一、 相圖分析 相圖上點、線和區(qū)間的含義，代表的變化規(guī)律。成分確定、組成物和結(jié)構(gòu)確定。 教學(xué)方法及手段： 1．以相、組織、結(jié)構(gòu)等知識綜合介紹鐵碳合金的基本組織特征、顯微組織、性能特點等； 2．結(jié)合純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變講解鐵碳合金中組織的相互轉(zhuǎn)變及室溫組織形態(tài)。 3．例題講解組織組成物的分析計算。 討論、作業(yè)和思考題： 參考資料：材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生 備注： 授課時間 10.7 第四周 課次 7 授課方式 （請打√） 理論課 □ 實驗課√習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 實驗二：鐵碳合金組織觀察 1 鐵碳合金晶相打磨實驗 2 合金組織觀察 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解實驗的基本流程和檢測方法。 2．熟悉晶相打磨得基本方法及要求。 3．掌握鐵碳合金組織觀察 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：鐵碳合金組織觀察及其實驗結(jié)果分析 教學(xué)難點：。晶相打磨得基本方法及要求及各種晶相結(jié)構(gòu)的分析 教學(xué)基本內(nèi)容： 1 鐵碳合金晶相打磨實驗（45分鐘） 2鐵碳合金組織觀察（45分鐘） 3 實驗報告的整理（45分鐘） 教學(xué)方法及手段： 1． 通過理論聯(lián)系實際，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科研觀 2． 結(jié)合自身的經(jīng)驗，傳授相關(guān)的基本技能，使學(xué)生具有實際操作的能力。 3． 通過磨晶相比賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。 討論、作業(yè)和思考題：完善實驗報告 參考資料：材料科學(xué)基礎(chǔ) 潘金生 備注： 授課時間 10.9 第四周 課次 8 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 二、 典型合金的結(jié)晶過程 三、 鐵碳合金的成分與性能的關(guān)系 5．3 碳鋼 一、常存雜質(zhì)對碳鋼性能的影響 二、碳鋼的分類、編號和用途 三、碳鋼的編號和用途 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解Fe-Fe3C相圖中某合金的結(jié)晶過程分析方法和意義。 2．熟悉Fe-Fe3C相圖中合金組成物成分和結(jié)構(gòu)的確定方法。 3．掌握鐵碳合金的成分、結(jié)構(gòu)、組織、性能之間的變化規(guī)律。掌握碳鋼的分類、牌號和應(yīng)用。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：鐵碳合金的結(jié)晶過程、組織的結(jié)構(gòu)形式、室溫組織變化規(guī)律，合金的性能及應(yīng)用。 教學(xué)難點：鐵碳合金組織確定方法，組織組成物成分確定、相對量的確定以及變化規(guī)律。 教學(xué)基本內(nèi)容： 二、典型合金的結(jié)晶過程（60分鐘） 三、鐵碳合金的成分與性能的關(guān)系 （45分鐘） 5．3 碳鋼（30分鐘） 一、常存雜質(zhì)對碳鋼性能的影響 二、碳鋼的分類、編號和用途 三、碳鋼的編號和用途 教學(xué)方法及手段： 1．以二元合金相圖為基礎(chǔ)，結(jié)合鐵碳合金的基本相和基本組織，通過板書展示的方法，分析鐵碳合金的結(jié)晶過程及組織。 2．采用顯微組織圖片與手工繪制示意圖的方法，幫助學(xué)生理解和掌握鐵碳合金顯微組織的基本組成、組織形態(tài)、相對量等知識。舉例分析結(jié)晶過程、室溫組織變化規(guī)律和相對重量的計算。 3.結(jié)合實際介紹碳鋼的應(yīng)用。 討論、作業(yè)和思考題：P60:5-2,5-3 參考資料： 備注： 授課時間 10.14 第五周 課次 9 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 6 鋼的熱處理 6．1 概述 6．2 鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變 6．3 鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變 6．4 鋼的退火與正火 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1． 了解鋼鐵熱處理的實質(zhì)、分類和應(yīng)用； 2． 熟悉鋼在加熱和冷卻時的轉(zhuǎn)變條件、規(guī)律和結(jié)果。 3. 掌握轉(zhuǎn)變產(chǎn)物名稱、代號、結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：鋼在加熱和冷卻時的轉(zhuǎn)變條件、組織、性能和應(yīng)用。 教學(xué)難點：鋼在加熱和冷卻時的組織轉(zhuǎn)變過程。 教學(xué)基本內(nèi)容： 6 鋼的熱處理 6．1概述（15分鐘） 概念、分類、意義和應(yīng)用。 6． 2鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變（30分鐘） 相圖的變化，奧氏體化的過程、結(jié)果，奧氏體組織對冷卻后組織以及性能的影響 6． 3鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變（45分鐘） 殘余奧氏體的概念；等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，條件，性能和應(yīng)用；連續(xù)轉(zhuǎn)變方法、產(chǎn)物、性能與運用。 6． 4鋼的退火與正火（45分鐘） 退火與正火的溫度、冷卻方式、組織、性能和應(yīng)用，以及區(qū)別。 教學(xué)方法及手段： 1． 結(jié)合生產(chǎn)實例介紹應(yīng)用。 2． 用多媒體課件講解基本內(nèi)容。 3． 用多媒體圖片解釋組織變化。用板圖細(xì)介組織和結(jié)構(gòu)變化過程。 討論、作業(yè)和思考題： P96:6-2,6-1，P96:6-4 參考資料： 備注： 授課時間 10．16第五周 課次 10 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 6．5 鋼的淬火與回火 6．6 鋼的表面淬火 6．7鋼的化學(xué)熱處理 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 了解淬火和回火，表面淬火和化學(xué)熱處理的結(jié)構(gòu)和組織變化規(guī)律，以及強(qiáng)化機(jī)理。 熟悉淬火和回火的熱處理工藝，組織轉(zhuǎn)變規(guī)律、性能變化規(guī)律 。 掌握淬火、回火和表面熱處理工藝方法、性能特征和應(yīng)用。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：淬火、回火和表面熱處理工藝方法、性能特點和應(yīng)用。 教學(xué)難點：淬火和回火的組織變化規(guī)律；表面熱處理的強(qiáng)化機(jī)理。 教學(xué)基本內(nèi)容： 6．5鋼的淬火與回火(75分鐘) 淬火工藝、淬火方法、鋼的淬透性?；鼗鸬慕M織轉(zhuǎn)變規(guī)律、分類和應(yīng)用。 6．6鋼的表面淬火(30分鐘) 感應(yīng)加熱、火焰加熱和激光加熱淬火工藝，以及應(yīng)用。 6．7鋼的化學(xué)熱處理(30分鐘) 鋼的滲碳，鋼的滲氮工藝，性能特點，強(qiáng)化機(jī)理以及應(yīng)用。 教學(xué)方法及手段： 1.多媒體圖文講述教學(xué)內(nèi)容;重點分析回火時組織變化規(guī)律. 2.比較整體淬火和表面淬火的性能特征和應(yīng)用。比較滲碳和滲氮的性能特點以及應(yīng)用。 3.例題講解齒輪和彈簧的制造工藝和熱處理工藝。 討論、作業(yè)和思考題：P96:6-8,6-11 參考資料： 備注： 授課時間 10．21 第六周 課次 12 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 7 合金鋼 7．1 合金元素在鋼中的作用 7．2 合金鋼的分類和編號方法 7．3 合金結(jié)構(gòu)鋼 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解合金元素在鋼中的存在形式、對鋼力學(xué)性能、熱處理性能和工藝性能的影響； 2．熟悉合金結(jié)構(gòu)鋼熱處理工藝、性能特點、使用組織和應(yīng)用； 3．掌握鋼的種類和編號方法，掌握合金結(jié)構(gòu)鋼牌號、熱處理工藝和應(yīng)用 。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：鋼在加熱和冷卻時的組織類型及對力學(xué)性能的影響。 教學(xué)難點：合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理原理和使用組織；合金元素在鋼中的存在形式和對鋼性能的影響規(guī)律。 教學(xué)基本內(nèi)容： 7 合金鋼 7．1 合金元素在鋼中的作用（45分鐘） 合金元素在鋼中的存在形式；對鋼力學(xué)性能、熱處理性能和工藝性能的影響 7．2 合金鋼的分類和編號方法（30分鐘） 合金鋼種類；合金鋼的編號方法。 7．3 合金結(jié)構(gòu)鋼（60分鐘） 低合金結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、易切鋼的牌號、成分、熱處理工藝、組織和性能，以及應(yīng)用。 教學(xué)方法及手段： 1．采用多媒體圖片和課件講述教學(xué)內(nèi)容和合金元素對鋼性能的影響； 2．從實際應(yīng)用條件分析入手引入合金結(jié)構(gòu)鋼的性能特點，組織保證，成分保證和牌號。 3．以例題的方法講解彈簧、橋梁和齒輪的制造和熱處理工藝。討論使用組織。 討論、作業(yè)和思考題：P138:7-5,7-7 參考資料： 備注： 授課時間 10．23第七周 課次 13 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 7．4 合金工具鋼 7．5 特殊性能鋼 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解合金工具鋼和特殊性能鋼的使用條件和性能要求。 2．熟悉合金工具鋼和特殊性能鋼的熱處理原理以及熱處理結(jié)果。 3．掌握合金工具鋼和特殊性能鋼的牌號、熱處理工藝和應(yīng)用。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：合金工具鋼和特殊性能鋼的牌號、熱處理工藝和應(yīng)用。 教學(xué)難點：合金工具鋼和特殊性能鋼使用條件分析，性能要求確定和熱處理原理和結(jié)果分析 教學(xué)基本內(nèi)容： 7．4合金工具鋼（75分鐘） 刃具鋼、模具鋼和量具鋼的牌號、使用條件、性能要求、組織保證和熱處理工藝措施。 7．5特殊性能鋼（60分鐘） 不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和低溫鋼的牌號、使用條件、性能要求、組織保證和熱處理工藝措施。 教學(xué)方法及手段： 1．從生產(chǎn)實際入手，分析各種鋼的使用條件，總結(jié)性能要求，引入熱處理工藝。 2．利用多媒體課件圖文講述。 3. 舉例分析刃具的制造工藝和熱處理工藝、性能、牌號和組織。 討論、作業(yè)和思考題：P138:7-8,7-9,7-13 參考資料： 備注： 授課時間 10．28第七周 課次 14 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 8 鑄鐵 8．1概述 8．2常用鑄鐵 8．3 合金鑄鐵 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解鑄鐵成分、牌號、分類和組織； 2．熟悉常用鑄鐵的組織特征、性能和熱處理工藝。 3．掌握常用鑄鐵的牌號、組織和應(yīng)用。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：鑄鐵的石墨化，分類、組織、牌號以及應(yīng)用。表面熱處理的基本方法及應(yīng)用。 教學(xué)難點：石墨對鑄鐵性能的影響；鑄鐵生產(chǎn)工藝、鑄鐵的特殊性能形成機(jī)制。 教學(xué)基本內(nèi)容： 8 鑄鐵 8．1 概述（45分鐘） 鑄鐵的成分和特性；石墨化過程；分類。 8．2 常用鑄鐵（45分鐘） 灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨和蠕墨鑄鐵生產(chǎn)工藝、牌號、組織、性能和應(yīng)用。 8．3 合金鑄鐵（45分鐘） 耐磨、耐熱和耐蝕鑄鐵的性能形成機(jī)制、牌號和應(yīng)用。 教學(xué)方法及手段： 1．采用多媒體圖文講述教學(xué)內(nèi)容。 2．重點版圖分析石墨對鑄鐵力學(xué)性能的影響；板圖總結(jié)常用鑄鐵的組織。 3. 從使用條件出發(fā),提出合金鑄鐵的性能要求,組織和成分準(zhǔn)備。 討論、作業(yè)和思考題：P149:8-1,8-5 參考資料： 備注： 授課時間 10．30第八周 課次 15 授課方式 （請打√） 理論課√ 實驗課□ 習(xí)題課□ 實踐課□ 其他□ 課時 安排 2 授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）： 9 有色金屬及其合金 9．1 鋁及其合金 9．2銅及其合金 9．3 軸承合金 教學(xué)目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）： 1．了解銅及其合金和鋁及其合金強(qiáng)化機(jī)理與工藝；軸承合金的使用條件和組織特征。 2．熟悉銅及其合金、鋁及其合金和軸承合金的成分、生產(chǎn)工藝和熱處理工藝； 3．掌握銅及其合金和鋁及其合金的分類、牌號和應(yīng)用。掌握軸承合金的分類和應(yīng)用。 教學(xué)內(nèi)容（注明：重點、難點及疑點）： 教學(xué)重點：銅及其合金和鋁及其合金的分類、牌號和應(yīng)用。軸承合金的分類和應(yīng)用。 教學(xué)難點：銅及其合金和鋁及其合金強(qiáng)化機(jī)理。軸承合金的組織形成工藝。 教學(xué)基本內(nèi)容： 9 有色金屬及其合金 9．1 鋁及其合金（45分鐘） 鋁合金的分類、牌號、熱處理；形變鋁合金的強(qiáng)化機(jī)理；鑄造鋁合金的生產(chǎn)工藝。 9．2 銅及其合金（45分鐘） 銅合金的分類、牌號、生產(chǎn)工藝和應(yīng)用。 9．3軸承合金 （45分鐘） 軸承合金分類、成分、牌號、組織、性能、生產(chǎn)工藝和應(yīng)用。 教學(xué)方法及手段： 1．以鐵碳合金熱處理強(qiáng)化為基礎(chǔ)，分析熱處理強(qiáng)化的條件，提出其它強(qiáng)化方法。 2．從生產(chǎn)實際分析軸承合金的使用條件、性能要求和組織準(zhǔn)備。 3. 多媒體圖文重點講述時效強(qiáng)化、變質(zhì)處理和減磨耐磨機(jī)理理論。 討論、作業(yè)和思考題：P172:9-2,9-6 參考資料： 備注： 課程教學(xué)進(jìn)度表 （2014 -2015 學(xué)年第1學(xué)期） Course name 課程名稱:機(jī)械工程材料及其成形技術(shù)基礎(chǔ) Instructor 任課教師:許龍山 Total hours 學(xué)期總學(xué)時:56 Hours per week 周學(xué)時:4 NO. of weeks 周數(shù):14 Taught to 授課對象:12機(jī)械設(shè)計及自動化卓越班 Effective date 起始時間:9月16日-12月18日 Course description: 課程簡介 本課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。主要介紹金屬學(xué)基本概念和原理，機(jī)械工程材料的成分、結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，鐵碳合金及其熱處理原理與工藝，材料牌號、性能及用途，材料的使用要求分析和選擇等知識。 Course outcomes: 教學(xué)目標(biāo) 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握金屬學(xué)的基本概念，熟悉材料牌號、性能與用途，能正確分析材料的使用要求并合理地選用材料，掌握鐵碳合金等的熱處理方法與原理，能根據(jù)材料性能要求制訂出合適的熱處理工藝，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的思維能力，并受到有關(guān)機(jī)械工程材料實驗技術(shù)技能的初步訓(xùn)練，為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)的后續(xù)課程和掌握專業(yè)知識及新的科學(xué)技術(shù)成就打好工程技術(shù)基礎(chǔ)。 Course Evaluation 成績評定標(biāo)準(zhǔn)：平時成績（作業(yè)，課堂表現(xiàn)、實驗）：20%，期終考試：80% Text 教材：工程材料》（第二版） 戴枝榮、張遠(yuǎn)明主編 高等教育出版社 參考教材： 《機(jī)械工程材料基礎(chǔ)》 高為國主編 中南大學(xué)出版社 《機(jī)械工程材料》 王運炎、葉尚川主編 機(jī)械工業(yè)出版社 Teaching Approaches 主要教學(xué)方法 以多媒體授課為主，結(jié)合大量圖片、動畫和實物，講授基本理論和應(yīng)用方面知識，使學(xué)生能在保證掌握基礎(chǔ)知識的前提下擴(kuò)大知識面，以滿足實際應(yīng)用的需要。 嚴(yán)格按照教學(xué)大綱組織教學(xué)，但又力求從學(xué)生的實際出發(fā)，循序漸進(jìn)，因材施教。 采用啟發(fā)式教學(xué)，對重點和難點講透講清，實驗、課堂輔導(dǎo)、課外自學(xué)相結(jié)合。 教學(xué)中結(jié)合工程案例進(jìn)行教學(xué)，突出對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生認(rèn)識和解決工程實際問題的能力。 Program Director 教研組意見 Dean of the Dept. 系意見 Course Schedules 課程進(jìn)度 Week周次 Date日期 Contents & Approaches 教學(xué)內(nèi)容和方法 Note 備注 1 9.16 緒論 第一章 工程材料的性能 第一節(jié) 靜載時材料的力學(xué)性能 第二節(jié) 動載荷時材料的力學(xué)性能 第三節(jié) 斷裂韌性 P8:1-1 1 9.18 材料力學(xué)性能實驗 實驗1 2 9.23 第二章 晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 第一節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 實際金屬結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 金屬的結(jié)晶 P20:2-2,2-4,2-5 2 9.25 第三章 金屬的塑性變形 第一節(jié) 單晶、多晶體的塑性變形 第二節(jié) 塑性變形對金屬組織和性能的影響 第四節(jié) 金屬的熱加工 第五節(jié) 超塑性 P31：3-1，3-2，3-3，3-10 3 9.30 第四章 二元合金 第一節(jié) 合金的相結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 二元合金相圖 第三節(jié) 相圖與性能的關(guān)系 P46:4-1 3 10.2 第五章 鐵碳合金 第一節(jié) 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能 第二節(jié) 鐵碳合金相圖 一、 相圖分析 4 10.7 鐵碳合金組織觀察 實驗2 4 10.9 二、典型合金的結(jié)晶過程 三、鐵碳合金的成分與性能的關(guān)系 第三節(jié) 碳鋼 一、常存雜質(zhì)對碳鋼性能的影響 二、碳鋼的分類、編號和用途 三、碳鋼的編號和用途 P60:5-1，5-2,5-3 5 10.14 第六章 鋼的熱處理 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變 第三節(jié) 鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變 第四節(jié) 鋼的退火與正火 P96:6-2,6-1，P96:6-4 5 10.16 第五節(jié) 鋼的淬火與回火 第八節(jié) 鋼的表面淬火 第九節(jié) 鋼的化學(xué)熱處理 第十一節(jié) 熱處理對零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求和技術(shù)條件標(biāo)注 P96:6-8,6-11 6 10.21 材料熱處理工藝與微觀組織觀察 實驗3 6 10.23 第七章 合金鋼 第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用 第二節(jié) 合金鋼的分類和編號方法 第三節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼 第四節(jié) 合金工具鋼 第五節(jié) 特殊性能鋼 P138:7-5,7-7,7-8,7-9,7-13 7 10.28 第八章 鑄鐵 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 常用鑄鐵 第三節(jié) 合金鑄鐵 P149:8-1,8-5 7 10.30 第九章 有色金屬及其合金 第一節(jié) 鋁及其合金 第二節(jié) 銅及其合金 第六節(jié) 軸承合金 P172:9-2,9-6 8 11.4 第十一章 材料的選用 第一節(jié) 選材的一般原則 第二節(jié) 零件的失效與選材 第三節(jié) 典型零件的選材與工藝 P209:11-1,11-2 8 11.6 成形緒論 9 11.11 金屬材料的液態(tài)成形技術(shù) 9 11.13 金屬材料的液態(tài)成形技術(shù) 10 11.18 金屬材料塑性成形技術(shù) 10 11.20 金屬材料塑性成形技術(shù) 11 11.25 金屬材料的連接成形技術(shù) 11 11.27 金屬材料的連接成形技術(shù) 12 12.2 其它材料的成形技術(shù) 12 12.4 其它材料的成形技術(shù) 13 12.9 材料成形方法的選擇與實例 13 12.11 材料成形方法的選擇與實例 14 12.16 實驗課 實驗4 14 12.18 復(fù)習(xí)課